Тепловой режим почв

Тепловым режимом почвы – это совокупность всех явлений поступления, передвижения и отдачи тепла почвой.

Основной показатель этого режима  температура почвы. Поэтому тепловой режим часто называют температурным. Определяется он температурой почвы на различных глубинах и в разные сроки.

На тепловой режим влияют климат, растительность, рельеф, снеговой покров, механический состав, влажность и цвет почвы.

Тепловой баланс почвы – количественная характеристика теплового режима.

Складывается из нескольких величин:

Тб – радиационный баланс

Тк – турбулентный поток тепла

Тт – тепло, затраченное на транспирацию влаги и ее физическое испарение;

Тп – теплообмен между слоями почвы.

Уравнение теплового баланса почвы, согласно закону сохранения энергии:

Тб + Тк + Тт + Тп = 0.

Типы теплового (температурного) режима почв:

• мерзлотный  местность с «» среднегодовой t° профиля почвы;

• длительно сезоннопромерзающий – территории с положительной среднегодовой температурой почвенного профиля;

• сезоннопромерзающий тип;

• длительно сезоннопромерзающим и сезоннопромерзающим типами;

• непромерзающий тип  наблюдается в местностях, где промерзание профиля почв и морозность не проявляются.

Приемы регулирования теплового режима почв. Все приемы активного влияния на тепловой режим почв делятся на агротехнические, агромелиоративные и агрометеорологические.

• агротехнические (различные способы обработки почвы: прикатывание, гребневание, оставление стерни, мульчирование);

• агромелиоративные (орошение, осушение, лесные полосы, меры борьбы с засухой);

• агрометеорологические (приемы, снижающие излучение тепла из почвы, меры борьбы с заморозками).

Состав и концентрация почвенного раствора

Почвенный раствор – это вода в почве.

Почвенный раствор находится в постоянном взаимодействии с твердой и газовой фазами почвы и корнями растений, и поэтому состав и концентрация его являются результатом биологических, физико-химических и физических процессов, лежащих в основе этого взаимодействия.

В почвенном растворе содержатся минеральные, органические и органо-минеральные вещества, представленные в виде ионных, молекулярных и коллоидных форм.

Состав почвенного раствора:

• СО₂, О₂ и др. газы;

• минеральные вещества:

анионы: НСО^-₃, СО^2-₃, NO^-₃, NO^-₂, SO^2-₄, Cl^-, H₂PO^-₄, HPO^2-₄

катионы Са²⁺, Мg²⁺, Na⁺, NН⁺₄, К⁺, Н⁺, А1³⁺, Fе³⁺, Fе²⁺;

• органо-минеральные вещества: комплекс гумусовых кислот, полифенолов, низкомолекулярные органических кислот с поливалентными катионами.

Окислительно-восстановительные процессы в почвах

Процессами окисления называются:

1. присоединение кислорода

2. отдача водорода

3. отдача электронов без участия водорода и кислорода.

Обратные процессы объединяются в понятие «восстановление». В общей схеме обычно окисление принято рассматривать как отдачу электронов, а восстановление  как их присоединение.

Для количественной характеристики окислительно-восстановительного состояния почвы используются величину  окислительно-восстановительного потен­циала, который отражает суммарный эффект разнообразных окислительно-восстановительных систем почвы (милливольт).

Окислительно-восстановительный потенциал по отношению к водороду называют Eh:

, где

где R  универсальная газовая постоянная, Дж;

Т  абсолютная температура, ТК,

F  число Фарадея, Кл;

п  число зарядов, переносимых одной частицей (ионом);

[окисл] и [восст]  концентрация окислителей и восстановителей данной системы.

Определяют платиновыми электродами.

Оптимальные условия при Eh = 350-500 мВ для процессов нитрификации. Снижение Eh до 250-200 мВ – приводит к денитрификации.

Сезонная изменчивость водно-воздушного, температурного и микробиологического режимов определяет динамику окислительно-восстановительных процессов в почвах, т.е. их окислительно-восстановительный режим. Под окислительно-восстановительным режимом почв следует понимать соотношение окислительно-восстановительных процессов в почвенном профиле в годичном цикле почвообразования.

Различают след. типы окислительно-восстановительного режима почв:

1) почвы с господством окислительной обстановки (почвы степей, полупустынь и пустынь: черноземы, каштановые серо-коричневые, бурые полупустынные, сероземы, серо-бурые и др.).

2) почвы с господством окислительных условий при возможном проявлении восстановительных процессов в отдельные влажные годы или сезоны (почвы таежно-лесной зоны, почвы влажных субтро­пиков, лиственно-лесной и буроземно-лесной зон);

3) почвы с контрастным окислительно-восстановительным режимом (почзы с явлениями временного избыточного увлажнения. Подзолистые, дерново-подзолистые, бурые лесные, солоди, солонцы и другие типы почв;

4) почвы с устойчивым восстановительным режимом (болотные и солончаки).

Окислительно-восстановительные процессы влияют на плодородие почв и почвообразовательный процесс.

С этими процессами тесно связаны превращение растительных остатков, темпы накопления и состав образующихся органических веществ, а следовательно, и формирование профиля почв.

Знание величины ОВ потенциала почв позволяет судить об общей направленности окислительно-восстановительных процессов и определять необходимость применения мероприятий по регулированию окислительно-восстановительного режима почвы.